照射欠陥への偏析によるナノスケール組織形成を定量化するための実験手法の開発
【研究キーワード】
原子力材料 / 照射欠陥 / アトムプローブ / 照射損傷 / イオンビーム / 原子力工学 / 格子欠陥 / 原子力材料・核燃料
【研究成果の概要】
原子炉で使用される構造材料の劣化を評価するための新しい手順を検証しました。三次元アトムプローブトモグラフィー(APT)は、ナノメートルサイズで元素の空間分布を測定できる分析手法ですが、構造材料の分析では、元素の偏りに加えて、結晶方位の情報が重要になります。試料を特定の方向から採取することにより、APTだけを利用した場合でも、ひずみを有する鉄鋼材料であっても試料の結晶方位を同定し、元素偏析の異方性を分析できることを示しました。また、材料中で転位ループを介して複数の元素が集合する現象を観ることに成功しました。
【研究の社会的意義】
APTの誤差の原因となる元素や方位による蒸発率の違いと再構成の最適化に迫ることを目指して研究に着手しましたが、結果的に原子炉構造材料の転位ループへの偏析を分析するのに適したプラクティカルな測定手順を考案できました。
高額装置を使った顕微鏡技術は年々ブラックボックス化しています。今回のプロジェクトは装置開発や共同利用管理に加わっていない一般ユーザの立場から分析手法を見直して、装置の改造等を経ずに希望する分析手法を見出したという点に社会的な意義があります。
研究には国内外の複数の大学・研究機関からの社会人博士学生等も参画し、質の高いユーザとなるための研鑽を積むこともできました。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 寺内 誠 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 | 高速炉・新型炉研究開発部門 敦賀総合研究開発センター | リーダー | (Kakenデータベース) |
| CHEN DONGYUE | 東京大学 | 大学院工学系研究科(工学部) | 特任准教授 | (Kakenデータベース) |
| 岩田 憲幸 | 久留米工業高等専門学校 | 材料システム工学科 | 教授 | (Kakenデータベース) |
| 関村 直人 | 東京大学 | 大学院工学系研究科(工学部) | 教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2019-06-28 - 2022-03-31
【配分額】6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)